浅谈C 程序设计课程的建设与实践

• C++程序设计课程负反馈教学法的要点(续)
– 课堂教学(续)：
• 课堂教学由授课和讲评两部分组成。
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– 授课：讲授新内容。主要集中在 » 知识的形成、发展和用途：使学生明确学习 目的，激发学习兴趣； » 知识的重点、难点及联系：给学生提供开动 脑筋、积极探索、大胆猜想、寻求解决问题 方法、进行创造性思维的实践机会。 – 讲评：解决反馈的问题。主要集中在 » 探索过程：使未达终点的学生了解自己离终 点的差距，学会探索，激发再次探索的愿望； » 难点问题：使学生理解不突破难点很难解决 实际问题，使他们想学、主动学、举一反三； » 扩展性问题：采用启发、发问等方式，使学 有余力、编程兴趣浓厚的学生进一步提高。
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三、教学方法
• 负反馈教学法的产生
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– 确定教学理念：以整体提高教学质量为首要目 标，注重学生创新能力和优秀人才的培养。 – 分析教学对象和教学课程：结合我校办学定位、 人才培养目标和生源情况，对C++课程的特点、 内容、结构及与其他课程的关系等方面做了大 量研究。 – 改进教学方法：根据多年软件开发经验和C++ 课程的教学实践与研究，在控制论、教育学和 心理学的基础上，吸收了布鲁纳的“发现教学 法”和瓦根舍因“范例教学法”的合理成分提 出了负反馈教学法。
生 做作业 ： 做实验 做测验 学 听讲评:自改
听课
师 答疑 ： 改作业(抽样) 找 指导实验 问 改实验报告 改测验 题
• C++程序设计课程负反馈教学法的要点
– 按单元组织教学：
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单元划分依据： – 按C++程序设计方法演进发展的自然顺序和实际 编程能力形成的三个关键期，即结构化程序设 计→模块程序设计→面向对象程序设计，将教 学内容分为三个单元。 • 单元测验： – 每单元安排一次 • 优势： – 有利于获得真实的教学反馈信息 – 有利于及时发现、分析和解决教学中存在的各 种问题 – 有利于教学效果的巩固和教学质量的提高 – 有利于大型基础课的教学组织、实施和考核
• • 基本算法：穷举、迭代、递推、递归、排序和查找等。 基本数据结构：数组、结构、指针、动态内存分配、单 向链表、对象、文件等。
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– 课时：2周。推荐非计算机专业选用2周小综合方案， 计算机专业选用1周小综合＋1周大综合方案。
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实践环节的考核
– 预习和考勤：30% – 上机检查并回答提问：40% – 课程实验报告和课程设计报告：30%
– 2002年12月“Visual C/C++课程负反馈教学法的 设计与实践”获校级优秀教学成果二等奖； – 2005年2月出版自编教材《Visual C++程序设计习 题、实验与编程实践》(刘维富等，华东理工大学 出版社)，同年重印； – 2005年10月“Visual C++程序设计”获江苏省高 等学校精品教材立项建设； – 2006年4月本课程被评为南通大学精品课程。
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C++课程教材建设研究 C++语言开发环境研究
七、教材建设
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C++教材建设的重要性
– – – – – 主流编程语言 程序设计课程首选教学语言 等级考试和程序员考试指定语种 内容、技术和开发环境更新快，教材更新也快。 与欧美高校相比，我国高校生均教学资源较低，尤其 是可用的“C++程序设计”课程教学参考资料较少，
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C++语言研究
– 研究C++语言的历史、现状和进展
C++程序设计课程体系研究
– 构建结构优化的课程体系
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C++程序设计课程教学内容研究
– 确保教学内容的正确性和系统性 – 确保讲清讲透重点、难点内容
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教学方法研究
提出并实施负反馈教学法
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教学手段研究
合理运用传统和现代教学手段
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课程设计
– 目标：以综合性程序设计训练为主，选题典型、综合， 突出难点及其实用价值，使学生进一步巩固和掌握基 本语法、基本算法、基本数据结构和基本调试技术， 养成良好程序设计风格和严谨的科学作风，初步形成 软件工程化思想，具有一定的程序组织能力。 – 内容：涉及基本算法和数据结构的综合运用。
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• C++课程考核
– 笔试(50%)＋机试(50%)
二、教学内容
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教学安排(1学时＝40分钟 教学安排 学时＝ 分钟) 学时 分钟
– – – 授课：62学时 课程实验(与授课同步进行)：34学时 课程设计(授课结束后进行) ：2周
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知识模块
– 第一单元 结构化程序设计基础：包括C++概述、数据 类型、运算符、表达式、简单的输入输出、算法与流 程控制语句等，约30学时。 – 第二单元 模块化程序设计：包括函数、编译预处理、 数组、结构体、共用体、枚举类型、指针和引用，约 34学时。 – 第三单元 面向对象程序设计：包括类、对象、构造 函数、析构函数、继承、派生、友元、虚函数、静态 成员、运算符重载、I/O类库和模板等，约32学时。
附录A. 附录A. 联邦德国教育学家 瓦根舍因(M.Wagenshein) (M.Wagenshein)的范例教学法 瓦根舍因(M.Wagenshein)的范例教学法
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基本思想：为了提高学习者的独立学习能力，而组织教 养性学习，通过这种学习，不是为了再现性地接受很多 个别知识和某些技能训练，而是依靠精选的有限范例， 来帮助学生主动地获得概括性较强的一般知识、能力， 以及继续学习的态度。 范例教学的关键是调动学生学习的积极性和主动性，以 “范例”来“教”，正是为了学生主动起来“学”。通 过范例而获得的知识是所谓“活动的知识”，是继续掌 握与发现新知识的知识，是产生新知识的能力。教师通 过范例辅助学生理解、掌握知识和原理，其目的是让学 生能够独立地获得判断能力、推理能力、认识能力和继 续学习的能力。要做到这一点，最关键的问题是最大限 度地通过“范例”调动学生学习的主动性和进取精神。
四、实践环节
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实践环节：课程实验和课程设计 课程实验
– – 至关重要的教学环节：与课堂教学同步进行 调试程序：会发现很多想不到的问题，通过解决 这些问题，可以加深对语言和算法的理解，提高 实际编程能力和创新能力。 基本调试技术：深入学习本课程和取得实际编程 能力的前提，不可轻视。 实验指导书：以基本语法、基本算法、基本数据 结构、综合编程和调试技术为核心内容，共拟定 十七个实验，每个实验通常包括调试题、编程题 和选做题，供不同层次学生选用。 经过多年实践，取得较好的教学效果。
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C++教材建设已有良好的教学基础和教研基础
– 2005年2月出版《Visual C++程序设计习题、实验与 编程实践》。 – 2005年10月获江苏省高校精品教材立项建设。 – 体现“负反馈”教学特色的系列化教材正在酝酿出版。
八、后续工作
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• 不断加强教学研究，推进C++课程教学内 容和体系改革，完善“负反馈”教学法， 进一步提高课程的教学水平和影响力。 • 加快特色教材建设，力求建成精品教材。 • 不断丰富和优化课程网站资源。 • 加强与省内外院校的合作交流，进一步 提高本课程的建设水平。
班级 X013 X014 X015 X016 合计 人数 24 30 29 24 107 优秀人数 2 6 4 4 16 合格人数 13 8 17 13 51 优秀率% 8.3 20.0 13.8 16.7 15.0 通过率% 62.5 46.7 72.4 70.8 62.6
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学生评价高：“讲课内容丰富，采用多媒体和真 实编程环境，深入浅出，启发式教学，激发兴趣， 调动积极性，有助于提高实际编程能力”。 课程规模扩大： 课程规模扩大：目前我校开设本课程的有6个学 院，10多个专业，学生班级数已达60个。 得到校内、省内和省外专家初步肯定
• 课程认识
–本身是一门基础课 –后续课程的基础 –计算机应用的开发工具 –创新教学的理想平台
• 课程特点
– 内容多、环节多、难点多、问题多。 – 大班教学，教学质量难保证。 – 课堂教学和实验教学并重，学以致用，以编程 解决实际问题为目标。 – 课程涉及语言语法、算法、调试等，综合性、 实践性强，理论与实践结合紧密。 – 非计算机专业学生需参加二级考试，真正考教 分离。 – 实验编程环境极其严格，结果要求100％正确， 对培养大学生编程能力、创新能力和严谨的科 学作风有非常重要的作用。
五、教学效果
• 二级考试成绩突出
– 我校学生在02年秋季第二次参加省二级(VC++)考试中 成绩突出，超出省二级(VC++)平均通过率(42%)。 – 负反馈教学法所教班级的平均通过率为62.62%，平均 优秀率为15%，其中优秀人数16人，占通过人数的 23.9%，占全校所有等级考试优秀人数的45.71%(数据 源自我校教务处)。 表.负反馈教学法所教班级02年省二级(VC++)考试成绩
• C++程序设计课程负反馈教学法的要点(续)
– 采集教学负反馈信息，做好分类、分析和讲评， 消除学生学习中的问题，保证教学的师生同步 状态。 – 强化同步教学措施，确保大班教学的整体效果
• • 大班教学成功的关键：保持教学的师生同步状态。 同步措施：授课、作业、实验、答疑、单元测验和 讲评。其中授课、讲评与单元测验同步效果较好。 学习指导 实验指导 典型问题编程实践 课程设计指导 开发环境与调试技术
• C++程序设计课程负反馈教学法的要点(续)
– 课堂教学：
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教学思路：根据程序设计课程的特点，用“范例” 组织课堂教学，贯彻“发现式”教学思想，突出重 点、难点和综合应用，注重学生创新能力和优秀人 才的培养。 • 范例程序：涉及基本语法、算法、数据结构和调试 技术，具有典型性、综合性和可扩展性。 • 范例程序的讲解： – 符合“现象→发现问题→分析问题→解决问题 →验证”的探索过程，使学生掌握基本语法、 算法及应用； – 通过对范例程序的启发式扩展，揭示程序由小 到大、由简单到复杂直到实用的过程，激发学 生的探索热情和兴趣，使学生掌握知识间的联 系和编程的工程化思想，获得实际编程能力。
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– 编写负反馈教学配套资料
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• 负反馈教学法成功的关键
– 预期的教学目标要合理。
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– 负反馈的问题要真实。 – 解决问题的讲评要及时。
• 负反馈教学法的优势
– 课堂教学突出重点和难点，解决课时少与内容 多、难点多的矛盾，注重学生创新能力和优秀 人才的培养。 – 推进同步教学策略，及时发现和解决教学过程 中存在的问题，确保整体教学效果。
第二届“大学计算机课程报告论坛” 大学计算机课程报告论坛” 大学计算机课程报告论坛
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浅谈 C++程序设计课程的 C++程序设计课程的 建设与实践
刘维富 liu.wf@
南通大学计算机科学与技术学院 2006.11
一、C++课程背景
• C++语言
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–兼容C的面向对象程序设计语言。 –面向过程和面向对象的主流程序设计语言，编 写系统软件和应用软件的通用语言。 –“高级语言程序设计”课程的首选教学语言。
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负反馈教学模型
– 从过程控制理论看，教学过程由组成系统的对象(教 师、学生)，教、学、检测和反馈等环节组成，是一 个具有负反馈环节的过程控制系统，如图所示。 – 该模型的核心是通过反馈，及时发现和解决教学过程 中存在的问题，确保整体实现教学目标。
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教 学 目 标
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师 ： 教
授课 作业、实验 测验 讲评
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课程的重点、 课程的重点、难点及解决办法
算法表达、结构化语句：结构化编程基础。注重讲授 算法的结构化表示法，结构化语句，常用基本算法， 断点＋单步调试技术。 – 函数：模块化编程基础。注重讲授程序的模块化组织 思想和方法，自顶向下逐步求精的程序设计思想，参 数传递，变量作用域，程序的多文件组织。 – 数组、结构体、指针：数据的结构化和模块化组织基 础。指针是重点和难点，应正确区分指针与地址，强 调指针类型的作用，讲清各类指针的含义及作用；特 别注重讲授指针在动态生成基本数据结构，解决实际 问题方面的综合实例。 – 类和对象、继承、运算符重载、虚函数：面向对象程 类和对象、继承、 序设计基础。运算符重载较易理解，但有些方面易忽 视，应提请学生注意。虚函数是重点和难点，应注重 讲授虚函数的必要性、重要性、实现机制和综合实例。